- 物质的检测
- 共5040题
某矿抽出的废液中含有大量的K+、CI-、Br-,还有少量的Ca2+、Mg2+、SO42-,某研究性学习小组拟取这种废液来制取较纯净的KCI晶体及液溴(Br2),他们设计了如图流程:
可供试剂a、b选择的试剂:饱和Na2CO3溶液、饱和K2CO3溶液、KOH溶液、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液、氯水.
请根据以上流程,回答相关问题:
(1)试剂a应选用______.
(2)操作①的实验现象为______,操作⑤的名称为______,操作①②都用到的实验玻璃仪器是______
(3)除去无色液体I中的Ca2+、Mg2+、SO42-离子,选出试剂b所代表的物质和滴加顺序正确的是______.
A.KOH溶液、BaCl2溶液、饱和Na2CO3溶液
B.BaCl2溶液、KOH溶液、饱和K2CO3溶液
C.KOH溶液、饱和K2CO3溶液、Ba(NO3)2溶液
D.BaCl2溶液、饱和K2CO3溶液、KOH溶液
(4)调节pH的作用是______.
(5)如果利用得到的晶体,电解其水溶液来制取H2和Cl2,再使H2和Cl2反应生成HCl,将生成的HCl用水吸收制得盐酸,为了制得100吨36.5%的盐酸,理论上需KCI固体______吨.
正确答案
解:废液中含有Br-,要转化为Br2,要加入氧化剂,不能引入新的杂质,所以试剂a是H2O2,操作1加入CCl4的目的是萃取氧化出的溴单质;紧接着萃取后的操作2是将有机层与水层分开,叫做分液;从含有溴的橙红色的CCl4溶液中分离得到CCl4和液溴的操作3,是将两种相互混溶的液体进行分离的操作,叫做蒸馏;操作④完成后得到固体A和无色液体,分离固体和液体的操作是过滤;操作⑤是从溶液中得到能溶解于水的氯化钾晶体,是蒸发结晶.
(1)废液中含有Br-,要转化为Br2,要加入氧化剂,不能引入新的杂质,所以试剂a是H2O2,故答案为:H2O2;
(2)根据以上分析,操作1加入CCl4的目的是萃取氧化出的溴单质,液体分层,上层为无色,下层CCl4为橙红色;操作⑤是从溶液中得到能溶解于水的氯化钾晶体,是蒸发结晶;操作1加入CCl4的目的是萃取氧化出的溴单质;紧接着萃取后的操作2是将有机层与水层分开,叫做分液,所以都需要的玻璃仪器为分液漏斗,
故答案为:液体分层,上层为无色,下层为橙红色;蒸发结晶;分液漏斗;
(3)用KOH溶液与Ca2+、Mg2+反应生成Ca(OH)2、Mg(OH)2,除去Mg2+和大部分Ca2+,用BaCl2溶液与SO42-反应生成BaSO4而除去Ba2+,最后用饱和的K2CO3除去余下的少量Ca2+和后来加入的Ba2+,此处不能选用Na2CO3溶液,否则会引入新的Na+,K2CO3溶液不能加在BaCl2溶液前,否则会引入Ba2+;所以所需的试剂按滴加顺序依次为:BaCl2、KOH、K2CO3或者BaCl2、K2CO3、KOH,故选:BD;
(4)由于加入的KOH、K2CO3是过量的,所以要调节PH除去多余的OH-、CO32-,故答案为:除去过量的OH-、CO32-;
(5)氯化氢的物质的量与氯化钾的物质的量相等,100×36.5%×=74.5吨,故答案为:74.5.
解析
解:废液中含有Br-,要转化为Br2,要加入氧化剂,不能引入新的杂质,所以试剂a是H2O2,操作1加入CCl4的目的是萃取氧化出的溴单质;紧接着萃取后的操作2是将有机层与水层分开,叫做分液;从含有溴的橙红色的CCl4溶液中分离得到CCl4和液溴的操作3,是将两种相互混溶的液体进行分离的操作,叫做蒸馏;操作④完成后得到固体A和无色液体,分离固体和液体的操作是过滤;操作⑤是从溶液中得到能溶解于水的氯化钾晶体,是蒸发结晶.
(1)废液中含有Br-,要转化为Br2,要加入氧化剂,不能引入新的杂质,所以试剂a是H2O2,故答案为:H2O2;
(2)根据以上分析,操作1加入CCl4的目的是萃取氧化出的溴单质,液体分层,上层为无色,下层CCl4为橙红色;操作⑤是从溶液中得到能溶解于水的氯化钾晶体,是蒸发结晶;操作1加入CCl4的目的是萃取氧化出的溴单质;紧接着萃取后的操作2是将有机层与水层分开,叫做分液,所以都需要的玻璃仪器为分液漏斗,
故答案为:液体分层,上层为无色,下层为橙红色;蒸发结晶;分液漏斗;
(3)用KOH溶液与Ca2+、Mg2+反应生成Ca(OH)2、Mg(OH)2,除去Mg2+和大部分Ca2+,用BaCl2溶液与SO42-反应生成BaSO4而除去Ba2+,最后用饱和的K2CO3除去余下的少量Ca2+和后来加入的Ba2+,此处不能选用Na2CO3溶液,否则会引入新的Na+,K2CO3溶液不能加在BaCl2溶液前,否则会引入Ba2+;所以所需的试剂按滴加顺序依次为:BaCl2、KOH、K2CO3或者BaCl2、K2CO3、KOH,故选:BD;
(4)由于加入的KOH、K2CO3是过量的,所以要调节PH除去多余的OH-、CO32-,故答案为:除去过量的OH-、CO32-;
(5)氯化氢的物质的量与氯化钾的物质的量相等,100×36.5%×=74.5吨,故答案为:74.5.
某工厂废液经测定得知主要含有乙醇,其中还溶有丙酮、乙酸和乙酸乙酯.根据各物质的性质(如表),确定通过下列步骤回收乙醇和乙酸.
①向废液中加入烧碱溶液,调整溶液的pH=10
②将混合液放入蒸馏器中缓缓加热
③收集温度在70~85℃时的馏出物
④排出蒸馏器中的残液.冷却后向其中加浓硫酸(过量),然后再放入耐酸蒸馏器进行蒸馏,回收馏出物请回答下列问题:
(1)加入烧碱使溶液的pH=10的目的是(用化学方程式表示)______;
(2)在70~85℃时馏出物的主要成份是______;
(3)在步骤④中当最后蒸馏的温度控制在85~125℃馏出物的主要成份______.
正确答案
解:根据实验目的,加入氢氧化钠让溶液显示碱性,将乙酸乙酯转化为乙酸钠和乙醇,让乙酸转化为乙酸钠,然后控制温度,将需要的物质蒸出,再向得到的混合液中加入浓硫酸,将乙酸钠转化为乙酸,控制温度,可将乙酸蒸出,
(1)加入烧碱使溶液的pH=10,发生的反应有:CH3COOH+NaOH→CH3COONa+H2O,CH3COOCH2CH3+NaOH→CH3COONa+CH3CH2OH,故答案为:CH3COOH+NaOH→CH3COONa+H2O,CH3COOCH2CH3+NaOH→CH3COONa+CH3CH2OH;
(2)根据表中物质的沸点数据,在70~85℃时馏出物的主要成份是乙醇,故答案为:乙醇;
(3)在步骤④中,混合液中加入浓硫酸,将乙酸钠转化为乙酸,当最后蒸馏的温度控制在85~125℃馏出物的主要成份是乙酸.
故答案为:乙酸.
解析
解:根据实验目的,加入氢氧化钠让溶液显示碱性,将乙酸乙酯转化为乙酸钠和乙醇,让乙酸转化为乙酸钠,然后控制温度,将需要的物质蒸出,再向得到的混合液中加入浓硫酸,将乙酸钠转化为乙酸,控制温度,可将乙酸蒸出,
(1)加入烧碱使溶液的pH=10,发生的反应有:CH3COOH+NaOH→CH3COONa+H2O,CH3COOCH2CH3+NaOH→CH3COONa+CH3CH2OH,故答案为:CH3COOH+NaOH→CH3COONa+H2O,CH3COOCH2CH3+NaOH→CH3COONa+CH3CH2OH;
(2)根据表中物质的沸点数据,在70~85℃时馏出物的主要成份是乙醇,故答案为:乙醇;
(3)在步骤④中,混合液中加入浓硫酸,将乙酸钠转化为乙酸,当最后蒸馏的温度控制在85~125℃馏出物的主要成份是乙酸.
故答案为:乙酸.
大理石中含有的主要杂质是氧化铁,以下是某化学兴趣小组用大理石为原料制取安全无毒杀菌剂过氧化钙的主要流程:
请回答下列问题:
(1)试剂A的名称是______;
(2)操作I的目的是______;
(3)本实验需要多次使用玻璃棒,则本实验过程中玻璃棒的作用有______;
(4)写出反应②中生成CaO2•8H2O的化学方程式:______.
正确答案
解:大理石中含有氧化铁,酸溶后,加入氨水使Fe3+转化为氢氧化铁而除去,加入碳酸铵,得到纯净的碳酸钙,加入盐酸,生成氯化钙,CaC12+H2O2+2NH3+8H2O═CaO2•8H2O↓+2NH4Cl,失去结晶水后得到CaO2.
(1)试剂A溶解碳酸钙,应选择盐酸或硝酸,
故答案为:盐酸或硝酸;
(2)加入氨水调节溶液的pH,使Fe3+转化为氢氧化铁而除去,
故答案为:调节溶液的pH,使Fe3+转化为氢氧化铁而除去;
(3)固体粉末与溶液反应需要用玻璃棒搅拌,过滤需要用玻璃棒引流,
故答案为:搅拌和引流;
(4)由工艺流程可知,反应②为氯化钙与氨水、过氧化氢反应生成CaO2•8H2O,还应生成氯化铵,反应方程式为:CaC12+H2O2+2NH3+8H2O═CaO2•8H2O↓+2NH4Cl,
故答案为:CaC12+H2O2+2NH3+8H2O═CaO2•8H2O↓+2NH4Cl.
解析
解:大理石中含有氧化铁,酸溶后,加入氨水使Fe3+转化为氢氧化铁而除去,加入碳酸铵,得到纯净的碳酸钙,加入盐酸,生成氯化钙,CaC12+H2O2+2NH3+8H2O═CaO2•8H2O↓+2NH4Cl,失去结晶水后得到CaO2.
(1)试剂A溶解碳酸钙,应选择盐酸或硝酸,
故答案为:盐酸或硝酸;
(2)加入氨水调节溶液的pH,使Fe3+转化为氢氧化铁而除去,
故答案为:调节溶液的pH,使Fe3+转化为氢氧化铁而除去;
(3)固体粉末与溶液反应需要用玻璃棒搅拌,过滤需要用玻璃棒引流,
故答案为:搅拌和引流;
(4)由工艺流程可知,反应②为氯化钙与氨水、过氧化氢反应生成CaO2•8H2O,还应生成氯化铵,反应方程式为:CaC12+H2O2+2NH3+8H2O═CaO2•8H2O↓+2NH4Cl,
故答案为:CaC12+H2O2+2NH3+8H2O═CaO2•8H2O↓+2NH4Cl.
工业上从铝土矿(主要成分是Al2O3,还含有SiO2、Fe2O3等杂质)中提取铝可采用如下工艺流程:
请回答下列问题:
(1)如图中涉及分离溶液与沉淀的实验方法是______(填操作名称);
(2)步骤(Ⅱ)中加入的烧碱溶液应该是______(填“少量”或“过量”),沉淀B的成分是______(填化学式,下同),溶液D中含铝元素的溶质的是______,它属于______(填“酸”、“碱”、“盐”)类物质;
(3)溶液D中通入过量CO2生成沉淀F的离子方程式为:______.
正确答案
过滤
过量
SiO2
NaAlO2
盐
AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-
解析
解:(1)分离难溶物和溶液采用过滤方法,所以图中涉及分离溶液与沉淀的实验方法是过滤,故答案为:过滤;
(2)铝土矿加过量盐酸溶解,Fe2O3、Al2O3和HCl反应溶解,反应方程式分别为:Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O,Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O.而SiO2不与盐酸反应,所以沉淀B为不溶物SiO2;滤液A中含有的阳离子有Fe3+、Al3+、H+,步骤(Ⅱ)中加入的烧碱溶液是为了将铝分开,故加入过量烧碱,氢离子和氢氧化钠反应生成水,铁离子和铝离子都和氢氧化钠反应生成氢氧化物沉淀,氢氧化铝易溶于氢氧化钠溶液中生成偏铝酸根离子,所以沉淀C的成分是氢氧化铁;溶液D中含铝元素的溶质的是AlO2-形成的盐,故答案为:过量;SiO2;NaAlO2;盐;
(3)氢氧化铝易溶于氢氧化钠溶液中生成偏铝酸根离子,溶液D中通入过量CO2生成沉淀F,为偏铝酸根离子和二氧化碳能发生反应生成氢氧化铝沉淀;
故答案为:AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-.
现有含NaCl、Na2SO4、NaNO3的混合溶液,选择适当的试剂将其转化为相应的沉淀或固体,从而实现Cl-、SO42-、NO3-的相互分离.相应的实验过程可用下列流程图表示:
(1)写出上述实验过程中所用试剂的名称:
试剂1______ 试剂2______ 试剂4______
(2)恰当地控制试剂4的加入量的方法是______
(3)加入过量试剂3的目的是______
(4)在加入试剂4后,获得固体D的实验操作④是______(填操作名称).
正确答案
解:(1)分离溶液中的Cl-,应加入AgNO3,分离溶液中的SO42-,应加入BaCl2[或Ba(NO3)2],如先加入AgNO3,则会同时生成Ag2SO4和AgCl沉淀,则应先加入过量的BaCl2[或Ba(NO3)2],生成BaSO4沉淀,然后在滤液中加入过量的AgNO3,使Cl-全部转化为AgCl沉淀,在所得滤液中加入过量的Na2CO3,使溶液中的Ag+、Ba2+完全沉淀,最后所得
溶液为NaNO3和Na2CO3的混合物,加入稀HNO3,最后进行蒸发操作可得固体NaNO3,所以试剂1为BaCl2[或Ba(NO3)2],试剂2为AgNO3,试剂3为Na2CO3,试剂4为HNO3,
故答案为:BaCl2[或Ba(NO3)2];AgNO3;HNO3;
(2)硝酸的量不可加入太多,最后所得溶液为NaNO3和Na2CO3的混合物,加入稀HNO3,发生:Na2CO3+2HNO3=2NaNO3+H2O+CO2↑,可通过测定溶液PH的方法判断发宁是否已经完全,
故答案为:测定溶液pH;
(3)加入过量的BaCl2[或Ba(NO3)2],在滤液中加入过量的AgNO3,使Cl-全部转化为AgCl沉淀,反应后溶液中存在过量的Ag+、Ba2+,在所得滤液中加入过量的Na2CO3,使溶液中的Ag+、Ba2+完全沉淀,故答案为:除去溶液中过量的Ag+、Ba2+;
(4)从溶液中获得固体,应将溶液进行蒸发,然后冷却结晶、最后过滤可得固体,故答案为:蒸发、冷却、结晶、过滤.
解析
解:(1)分离溶液中的Cl-,应加入AgNO3,分离溶液中的SO42-,应加入BaCl2[或Ba(NO3)2],如先加入AgNO3,则会同时生成Ag2SO4和AgCl沉淀,则应先加入过量的BaCl2[或Ba(NO3)2],生成BaSO4沉淀,然后在滤液中加入过量的AgNO3,使Cl-全部转化为AgCl沉淀,在所得滤液中加入过量的Na2CO3,使溶液中的Ag+、Ba2+完全沉淀,最后所得
溶液为NaNO3和Na2CO3的混合物,加入稀HNO3,最后进行蒸发操作可得固体NaNO3,所以试剂1为BaCl2[或Ba(NO3)2],试剂2为AgNO3,试剂3为Na2CO3,试剂4为HNO3,
故答案为:BaCl2[或Ba(NO3)2];AgNO3;HNO3;
(2)硝酸的量不可加入太多,最后所得溶液为NaNO3和Na2CO3的混合物,加入稀HNO3,发生:Na2CO3+2HNO3=2NaNO3+H2O+CO2↑,可通过测定溶液PH的方法判断发宁是否已经完全,
故答案为:测定溶液pH;
(3)加入过量的BaCl2[或Ba(NO3)2],在滤液中加入过量的AgNO3,使Cl-全部转化为AgCl沉淀,反应后溶液中存在过量的Ag+、Ba2+,在所得滤液中加入过量的Na2CO3,使溶液中的Ag+、Ba2+完全沉淀,故答案为:除去溶液中过量的Ag+、Ba2+;
(4)从溶液中获得固体,应将溶液进行蒸发,然后冷却结晶、最后过滤可得固体,故答案为:蒸发、冷却、结晶、过滤.
钛(Ti)具有高强度和耐酸腐蚀性,是重要的工业原料.以金红石(主要成分为TiO2,含少量Fe2O3、SiO2)为原料可制取Ti.工业流程如下:
(1)写出金红石高温反应制取TiCl4的化学方程式______.
(2)写出电解熔融NaCl的化学方程式______;阴极产物是______.
(3)粗钛产品粉碎后要用盐酸浸洗.其主要目的是______.
(4)Ti可溶解在浓HF溶液中,请完成下列离子方程式.
______Ti+______HF-______TiF62-+______(______)+______H2↑
正确答案
解:(1)由流程图可知,反应为TiO2、C和Cl2,生成物为TiCl4和CO,则反应的化学方程式为TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO,
故答案为:TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO;
(2)电解氯化钠生成金属钠和氯气,方程式为2NaCl (熔融)2Na+Cl2↑,在阴极发生还原反应生成钠,
故答案为:2NaCl (熔融)2Na+Cl2↑;钠;
(3)粗钛产品中剩余的少量钠,加入盐酸和除去,并且Cl-浓度增大,有利于NaCl晶体析出,
故答案为:除去粗钛产品中剩余的少量钠,促进NaCl晶体析出(Cl-同离子效应);
(4)反应前后Ti的化合价由0价升高为+4价,HF中H元素的化合价由+1价降低到0价,则有Ti~2H2,
则有1Ti+6HF=1TiF62-+2H++2H2↑,
故答案为:1;6;1;2;H+;2.
解析
解:(1)由流程图可知,反应为TiO2、C和Cl2,生成物为TiCl4和CO,则反应的化学方程式为TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO,
故答案为:TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO;
(2)电解氯化钠生成金属钠和氯气,方程式为2NaCl (熔融)2Na+Cl2↑,在阴极发生还原反应生成钠,
故答案为:2NaCl (熔融)2Na+Cl2↑;钠;
(3)粗钛产品中剩余的少量钠,加入盐酸和除去,并且Cl-浓度增大,有利于NaCl晶体析出,
故答案为:除去粗钛产品中剩余的少量钠,促进NaCl晶体析出(Cl-同离子效应);
(4)反应前后Ti的化合价由0价升高为+4价,HF中H元素的化合价由+1价降低到0价,则有Ti~2H2,
则有1Ti+6HF=1TiF62-+2H++2H2↑,
故答案为:1;6;1;2;H+;2.
制印刷电路板的废液中含有大量的CuCl2、FeCl2和FeCl3,可从该废液中回收铜,并将铁的化合物全部转化为FeCl3溶液,实现循环使用.取废液按如下流程在实验室进行模拟实验:
回答下列问题:
(1)操作1的名称是______.上述方法获得的铜粉中含有杂质,除杂所需的试剂是______.
(2)Cl2可用固体KClO3与浓HCl常温下反应制备,反应的化学方程式为______.
(3)图1是模拟实验制备Cl2并通入FeCl2溶液中获得FeCl3溶液过程的部分装置.
从图2中挑选所需的仪器,完成上述模拟实验装置设计,并画出简图(添加必要的塞子、玻璃导管、胶皮管.固定装置可略去),标明容器中所装试剂.写出Cl2通入FeCl2溶液中发生反应的离子方程式______.
(4)实验中,必需控制氯气的速率,以便被FeCl2溶液完全吸收.控制生成氯气速率的操作是______.确认FeCl2已全部转化为FeCl3溶液的方法是______.
正确答案
解:(1)铜不溶于水溶液,采用过滤操作可分离FeCl2溶液和铜,获得的铜粉中含有杂质Fe,可利用酸溶或铜盐溶液置换,因此除杂所需的试剂是 HCl或H2SO4或CuCl2或CuSO4,
故答案为:过滤;HCl或H2SO4或CuCl2或CuSO4;
(2)KClO3与浓HCl常温下反应生成氯气、氯化钾、水,化学方程式KClO3+6HCl(浓)=3Cl2↑+KCl+3H2O,
故答案为:KClO3+6HCl(浓)=3Cl2↑+KCl+3H2O;
(3)制备Cl2并通入FeCl2溶液中获得FeCl3溶液的部分装置需要把氯气通入氯化亚铁溶液中发生反应生成氯化铁,氯气有毒需要尾气吸收,据此设计选择装置为:;
氯气具有强氧化性,氯化亚铁溶液通入氯气得到三氯化铁溶液,其反应的化学方程式为:2FeCl2+C12=2FeCl3,离子方程式为Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+,
故答案为:;Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+;
(4)控制生成氯气速率的操作是缓慢旋转分液漏斗的活塞,调节浓盐酸滴下的速度;Fe2+能使铁氰化钾溶液变蓝,向待测液滴2滴铁氰化钾溶液,若变蓝,说明还有Fe2+,若不变蓝,说明没有Fe2+.
故答案为:缓慢旋转分液漏斗的活塞,调节浓盐酸滴下的速度;向待测液滴2滴铁氰化钾溶液,若变蓝,说明还有Fe2+,若不变蓝,说明没有Fe2+.
解析
解:(1)铜不溶于水溶液,采用过滤操作可分离FeCl2溶液和铜,获得的铜粉中含有杂质Fe,可利用酸溶或铜盐溶液置换,因此除杂所需的试剂是 HCl或H2SO4或CuCl2或CuSO4,
故答案为:过滤;HCl或H2SO4或CuCl2或CuSO4;
(2)KClO3与浓HCl常温下反应生成氯气、氯化钾、水,化学方程式KClO3+6HCl(浓)=3Cl2↑+KCl+3H2O,
故答案为:KClO3+6HCl(浓)=3Cl2↑+KCl+3H2O;
(3)制备Cl2并通入FeCl2溶液中获得FeCl3溶液的部分装置需要把氯气通入氯化亚铁溶液中发生反应生成氯化铁,氯气有毒需要尾气吸收,据此设计选择装置为:;
氯气具有强氧化性,氯化亚铁溶液通入氯气得到三氯化铁溶液,其反应的化学方程式为:2FeCl2+C12=2FeCl3,离子方程式为Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+,
故答案为:;Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+;
(4)控制生成氯气速率的操作是缓慢旋转分液漏斗的活塞,调节浓盐酸滴下的速度;Fe2+能使铁氰化钾溶液变蓝,向待测液滴2滴铁氰化钾溶液,若变蓝,说明还有Fe2+,若不变蓝,说明没有Fe2+.
故答案为:缓慢旋转分液漏斗的活塞,调节浓盐酸滴下的速度;向待测液滴2滴铁氰化钾溶液,若变蓝,说明还有Fe2+,若不变蓝,说明没有Fe2+.
某大理石含有的主要杂质是氧化铁,以下是提纯该大理石的实验步骤:
(1)溶解大理石时,用硝酸而不用硫酸的原理是:______.
(2)操作Ⅰ的目的是:______,该反应的离子方程式是:______.
(3)写出检验滤液中是否含有Fe3+的方法:______.
(4)写出加入(NH4)2CO3所发生反应的离子方程式:______,滤液A的一种用途是______.
正确答案
解:碳酸钙和氧化铁的混合物中加入硝酸将之溶解,得到硝酸钙以及硝酸铁的混合溶液,向其中加入氨水,调节pH可以得到氢氧化铁沉淀,过滤,得到的滤液中加入碳酸铵,可以得到碳酸钙以及硝酸铵,硝酸铵是一种化学肥料.
(1)H2SO4与CaCO3反应生成CaSO4,CaSO4微溶于水,附着在CaCO3的表面,阻止反应进一步发生,
故答案为:硫酸钙微溶于水;
(2)大理石溶于硝酸后生成Ca(NO3)2、Fe(NO3)3,可通过向溶液中加CaCO3或氨水的方法调节pH,使Fe3+以Fe(OH)3的形式除去,当溶质只能是共价化合物时为氨水,发生的反应为:Fe3++3NH3•H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+;故答案为:除去溶液中的Fe3+;Fe3++3NH3•H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+;
(3)三价铁离子遇到硫氰酸根离子会呈现红色,Fe3++3SCN-⇌Fe(SCN)3溶液,取少量滤液,向其中加入硫氰化钾溶液,溶液不变红色,说明滤液中不含Fe3+;或取少量滤液,向其中加入硫氰化钾溶液,溶液变红色,说明滤液中含Fe3+,
故答案为:取少量滤液,向其中加入硫氰化钾溶液,溶液不变红色,说明滤液中不含Fe3+或取少量滤液,向其中加入硫氰化钾溶液,溶液变红色,说明滤液中含Fe3+;
(4)过滤后的溶液中含有大量的Ca2+,加入碳酸铵发生复分解反应生成碳酸钙沉淀,反应后的离子方程式为Ca2++CO32-=CaCO3↓,滤液B的溶质是NH4NO3,可以用作化肥,
故答案为:Ca2++CO32-=CaCO3↓;作化肥.
解析
解:碳酸钙和氧化铁的混合物中加入硝酸将之溶解,得到硝酸钙以及硝酸铁的混合溶液,向其中加入氨水,调节pH可以得到氢氧化铁沉淀,过滤,得到的滤液中加入碳酸铵,可以得到碳酸钙以及硝酸铵,硝酸铵是一种化学肥料.
(1)H2SO4与CaCO3反应生成CaSO4,CaSO4微溶于水,附着在CaCO3的表面,阻止反应进一步发生,
故答案为:硫酸钙微溶于水;
(2)大理石溶于硝酸后生成Ca(NO3)2、Fe(NO3)3,可通过向溶液中加CaCO3或氨水的方法调节pH,使Fe3+以Fe(OH)3的形式除去,当溶质只能是共价化合物时为氨水,发生的反应为:Fe3++3NH3•H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+;故答案为:除去溶液中的Fe3+;Fe3++3NH3•H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+;
(3)三价铁离子遇到硫氰酸根离子会呈现红色,Fe3++3SCN-⇌Fe(SCN)3溶液,取少量滤液,向其中加入硫氰化钾溶液,溶液不变红色,说明滤液中不含Fe3+;或取少量滤液,向其中加入硫氰化钾溶液,溶液变红色,说明滤液中含Fe3+,
故答案为:取少量滤液,向其中加入硫氰化钾溶液,溶液不变红色,说明滤液中不含Fe3+或取少量滤液,向其中加入硫氰化钾溶液,溶液变红色,说明滤液中含Fe3+;
(4)过滤后的溶液中含有大量的Ca2+,加入碳酸铵发生复分解反应生成碳酸钙沉淀,反应后的离子方程式为Ca2++CO32-=CaCO3↓,滤液B的溶质是NH4NO3,可以用作化肥,
故答案为:Ca2++CO32-=CaCO3↓;作化肥.
无水AlCl3易升华,可用作有机合成的催化剂等.工业上由铝土矿(主要成分是Al2O3和Fe2O3)和石油焦(主要成分是C)为原料制备无水AlCl3的工艺(碳氯化法)流程如下:
(1)氯化炉中Al2O3、Cl2和C反应的化学方程式为______.
(2)用Na2SO3溶液可除去冷却器排出尾气中的Cl2,此反应的离子方程式为______.
(3)升华器中主要含有AlCl3和FeCl3,需加入一定量Al,其目的是______.
(4)为测定制得的无水AlCl3产品(含少量FeCl3杂质)的纯度,称取16.25g无水AlCl3样品,溶于过量的NaOH溶液,过滤出沉淀物,沉淀物经洗涤、灼烧、冷却、称重,残留固体质量为0.32g.
①此过程涉及反应的离子方程式为______、______.
②AlCl3产品的纯度为______.
(5)工业上另一种由铝灰为原料制备无水AlCl3工艺中,最后一步是由AlCl3•6H2O在氯化氢的气流中加热脱去结晶水而制得无水AlCl3,其原因是______.
正确答案
解:(1)根据工艺流程可知氯化炉的产物,经冷却、升华可制备无水AlCl3,说明氯化炉的产物中含有A1C13,冷凝器尾气含有CO,所以Al2O3、C12和C反应,生成A1C13和CO,反应方程式为A12O3+3C12+3C2A1C13+3CO,故答案为:A12O3+3C12+3C
2A1C13+3CO;
(2)Cl2有强氧化性,将SO32-氧化为SO42-,自身被还原为2C1-.反应离子方程式为SO32-+C12+H2O═SO42-+2C1-+2H+,故答案为:SO32-+C12+H2O═SO42-+2C1-+2H+;
(3)升华器中主要含有AlCl3和FeCl3,FeCl3熔点、沸点较低,升华制备无水AlCl3,应除FeCl3去.所以加入少量Al目的是除去FeCl3,故答案为:除去FeCl3;
(4)①除杂过程中铁离子与氢氧根离子结合成氢氧化铁沉淀,铝离子与氢氧根离子结合成偏铝酸根和水,离子方程式为:Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓、Al3++4OH-=AlO2-+2H2O,故答案为:Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓;Al3++4OH-=AlO2-+2H2O;
②根据铁原子守恒,令含有杂质FeCl3质量为m,则
Fe2O3~~~~~2FeCl3
160 325
0.32g m
=
解得,m=0.65g,
所以AlCl3产品的纯度为×100%=96%,
故答案为:96%;
(5)将AlCl3•6H2O脱水制备无水氯化铝可在HCl气流中加热脱结晶水,Al3++3 H2O⇌Al(OH)3+3H+,故答案为:Al3++3 H2O⇌Al(OH)3+3H+,抑制AlCl3水解.
解析
解:(1)根据工艺流程可知氯化炉的产物,经冷却、升华可制备无水AlCl3,说明氯化炉的产物中含有A1C13,冷凝器尾气含有CO,所以Al2O3、C12和C反应,生成A1C13和CO,反应方程式为A12O3+3C12+3C2A1C13+3CO,故答案为:A12O3+3C12+3C
2A1C13+3CO;
(2)Cl2有强氧化性,将SO32-氧化为SO42-,自身被还原为2C1-.反应离子方程式为SO32-+C12+H2O═SO42-+2C1-+2H+,故答案为:SO32-+C12+H2O═SO42-+2C1-+2H+;
(3)升华器中主要含有AlCl3和FeCl3,FeCl3熔点、沸点较低,升华制备无水AlCl3,应除FeCl3去.所以加入少量Al目的是除去FeCl3,故答案为:除去FeCl3;
(4)①除杂过程中铁离子与氢氧根离子结合成氢氧化铁沉淀,铝离子与氢氧根离子结合成偏铝酸根和水,离子方程式为:Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓、Al3++4OH-=AlO2-+2H2O,故答案为:Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓;Al3++4OH-=AlO2-+2H2O;
②根据铁原子守恒,令含有杂质FeCl3质量为m,则
Fe2O3~~~~~2FeCl3
160 325
0.32g m
=
解得,m=0.65g,
所以AlCl3产品的纯度为×100%=96%,
故答案为:96%;
(5)将AlCl3•6H2O脱水制备无水氯化铝可在HCl气流中加热脱结晶水,Al3++3 H2O⇌Al(OH)3+3H+,故答案为:Al3++3 H2O⇌Al(OH)3+3H+,抑制AlCl3水解.
关于下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、蒸馏烧瓶的加热需垫石棉网,不能直接加热,除此之外:烧杯、烧瓶的加热必需垫石棉网,故A错误;
B、容量瓶不能作为稀释容器,在定容时,缓慢加入蒸馏水到接近标线1cm~2cm处,用胶头滴管滴加蒸馏水到标线,故B错误;
C、苯和水是互不相溶的两种物质,可以采用分液的方法来分离,故C错误;
D、分液漏斗的使用方法:上层的液体从上口倒出,下层的液体从下口流出,故D正确.
故选D.
铬铁矿主要成分为FeO•Cr2O3,含有SiO2、Al2O3等杂质.工业上用铬铁矿制备红矾钠(Na2Cr2O7)的流程如图所示:煅烧时反应为:4FeO•Cr2O3+7O2+20NaOH8Na2CrO4+4NaFeO2+10H2O
(1)步骤①是在坩埚中进行煅烧,可用作此坩埚材料的是______.
A.铁 B.氧化铝 C.石英 D.陶瓷
(2)步骤①煅烧反应极慢,需要升温至NaOH呈熔融状态,反应速率才加快,其原因为______.
(3)步骤②中NaFeO2会强烈水解生成氢氧化铁沉淀,其化学方程式为______.
(4)将五份滤液1分别在130℃蒸发1小时,各自冷却到不同温度下结晶,保温过滤,所得实验数据如下表.根据数据分析,步骤③的最佳结晶温度为______.
(5)步骤④中滤渣3的成分是______.
(6)假设该流程中铬元素完全转化为红矾钠,则该铬铁矿中铬元素的质量分数为______(用含m1、m2的代数式表示).
正确答案
A
熔融后增大了反应物的接触面积
NaFeO2+2H2O=Fe(OH)3↓+NaOH
40
Al(OH)3、H2SiO3(或H4SiO4)
解析
解:铬铁矿主要成分为FeO•Cr2O3,含有SiO2、Al2O3等杂质、混和NaOH(m1kg),与足量空气通过焙烧,4FeO•Cr2O3+7O2+20NaOH8Na2CrO4+4NaFeO2+10H2O,生成Na2CrO4、NaFeO2、Na2SiO3、NaOH和NaAlO2的混合体系,然后加水溶解,三价铁水解,NaFeO2+2H2O=Fe(OH)3↓+NaOH,得固体氢氧化铁滤渣1和滤液Na2CrO4、Na2SiO3、NaOH、NaAlO2,再调节溶液的pH,使偏铝酸盐完全转化为氢氧化铝沉淀,硅酸盐完全沉淀;继续调节溶液的pH使CrO42-转化为Cr2O72-,Cr2O72-+H2O⇌2CrO42-+2H+,最后生成溶解度极小的Na2Cr2O7,得到红矾钠(Na2Cr2O7)(m2kg).
(1)A.铁坩埚含有铁,铁与氢氧化钠不反应,故A正确;
B.三氧化二铝能和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠,故B错误;
C.石英中含有二氧化硅,二氧化硅能和氢氧化钠反应,故C错误;
D.陶瓷中含有二氧化硅,二氧化硅能和氢氧化钠反应,故D错误;
故选A.
(2)升高温度,增加单位体积内的活化分子数,有效碰撞增加,反应速率加快,需要升温至NaOH呈熔融状态,说明NaOH呈熔融状态,熔融后增大了反应物的接触面积,反应速率加快为主要因素,
故答案为:熔融后增大了反应物的接触面积;
(3)NaFeO2强烈水解,生成氢氧化铁沉淀,根据质量守恒可知还应有NaOH,化学方程式为:NaFeO2+2H2O=Fe(OH)3↓+NaOH,
故答案为:NaFeO2+2H2O=Fe(OH)3↓+NaOH;
(4)步骤③的目的:将滤液1在130℃蒸发1小时,冷却到结晶,比较所得实验数据,40℃,此时Na2CrO4粗晶中得到的Na2CrO4•4H2O含量最高,
故答案为:40;
(5)滤液1含有Na2CrO4、Na2SiO3、NaOH、NaAlO2,再调节溶液的pH,使偏铝酸盐完全转化为氢氧化铝沉淀,硅酸盐完全转化为H2SiO3 (或H4SiO4 )沉淀,滤液为Na2CrO4,分离出Na2CrO4;
故答案为:Al(OH)3、H2SiO3 (或H4SiO4 );
(6)最终得到m2kg红矾钠(Na2Cr2O7),含铬n(Cr)=×2,则该铬铁矿中铬元素的质量分数为:
×52=
,
故答案为:;
亚氯酸钠(NaClO2)是一种强氧化性漂白剂,广泛用于纺织、印染和食品工业.它在碱性环境中稳定存在.工业设计生产NaClO2的主要流程如图1所示.
另附III离子交换膜电解池示意图图2.
(1)写出无隔膜电解槽阳极反应的电极反应式:______
(2)由离子交换膜电解池示意图分析A的化学式是______
(3)Ⅱ中反应的离子方程式是______
(4)设备Ⅲ在通电电解前,检验其溶液中主要阴离子的方法、步骤、现象是______.
正确答案
解:(1)根据工艺流程图无隔膜电解槽阳极发生氧化反应生成氯酸根离子,所以电极反应式为Cl-+3H2O-6e-=ClO3-+6H+,故答案为:Cl-+3H2O-6e-=ClO3-+6H+; (2)解槽电解Na2SO4溶液,可知气体a为O2,该极为阳极,OH-放电,c(H+)增大,SO42-移向该极,所以A为硫酸溶液,故答案为:H2SO4;
(3)Ⅱ中发生二氧化氯与双氧水在碱性条件下反应生成NaClO2和氧气,所以方程式为:2ClO2+H2O2+2OH-=2ClO2-+O2+2H2O,故答案为:2ClO2+H2O2+2OH-=2ClO2-+O2+2H2O;
(4)电解前Ⅲ中阴离子为SO42-,SO42-的检验方法:取少量Ⅲ中溶液少许于试管中,先加入足量稀盐酸,无沉淀生成,再加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,证明含有SO42-;
故答案为:取少量Ⅲ中溶液少许于试管中,先加入足量稀盐酸,无沉淀生成,再加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,证明含有SO42-.
解析
解:(1)根据工艺流程图无隔膜电解槽阳极发生氧化反应生成氯酸根离子,所以电极反应式为Cl-+3H2O-6e-=ClO3-+6H+,故答案为:Cl-+3H2O-6e-=ClO3-+6H+; (2)解槽电解Na2SO4溶液,可知气体a为O2,该极为阳极,OH-放电,c(H+)增大,SO42-移向该极,所以A为硫酸溶液,故答案为:H2SO4;
(3)Ⅱ中发生二氧化氯与双氧水在碱性条件下反应生成NaClO2和氧气,所以方程式为:2ClO2+H2O2+2OH-=2ClO2-+O2+2H2O,故答案为:2ClO2+H2O2+2OH-=2ClO2-+O2+2H2O;
(4)电解前Ⅲ中阴离子为SO42-,SO42-的检验方法:取少量Ⅲ中溶液少许于试管中,先加入足量稀盐酸,无沉淀生成,再加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,证明含有SO42-;
故答案为:取少量Ⅲ中溶液少许于试管中,先加入足量稀盐酸,无沉淀生成,再加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,证明含有SO42-.
(2013•惠州模拟)电镀污泥中含有Cr(OH)3、Al2O3、ZnO、CuO、NiO等物质,工业上通过“中温焙烧-钠氧化法”回收Na2Cr2O7等物质.
已知:水浸后溶液中存在Na2CrO4、NaAlO2[也可表示为NaAl(OH)4]、Na2ZnO2等物质.
(1)水浸后回收Cu、Ni时的操作是______.水浸后的溶液呈______性(“酸”、“碱”、“中”).
(2)完成氧化焙烧过程中生成Na2CrO4的化学方程式
______Cr(OH)3+______Na2CO3+______O2______Na2CrO4+______ CO2+______H2O
(3)滤渣Ⅱ的主要成分有Zn(OH)2、______.
(4)已知:①除去滤渣II后,溶液中存在如下反应:CrO42-+2H+⇌Cr2O72-+H2O;②Na2Cr2O7、Na2CrO4在不同温度下的溶解度如下表
“系列操作”中为:继续加入H2SO4,______冷却结晶,过滤.继续加入H2SO4目的是______.
(5)工业上还可以在水浸过滤后的溶液(Na2CrO4)加入适量H2SO4,用石墨做电极电解生产金属铬,写出生成铬的电极反应方程式______.
正确答案
解:以含有Cr(OH)3、Al2O3、ZnO、CuO、NiO等物质的电镀污泥为原料,烘干后加入碳酸钠和氧气高温灼烧发生反应4Cr(OH)3+4Na2CO3+3O24Na2CrO4+6H2O+4CO2,Al2O3+Na2CO3
Na2AlO3+CO2↑,ZnO++Na2CO3
Na2ZnO2+CO2↑,水浸后过滤得到滤渣CuO、NiO,滤液为Na2CrO4,NaAlO2、Na2ZnO2等,调节溶液PH沉淀ZnO22-离子和偏铝酸根离子,过滤得到滤液Na2CrO4,加入硫酸酸化生成重铬酸钠溶液,通过提纯得到重铬酸钠;
(1)CuO、NiO为难溶物,溶液中含有Na2CrO4,NaAlO2、Na2ZnO2等,通过水浸后过滤得到滤渣CuO、NiO,回收Cu、Ni;水浸后溶液中存在Na2CrO4、NaAlO2、Na2ZnO2等都为强碱弱酸盐,水解呈碱性,
故答案为:过滤;碱性;
(2)氧化焙烧过程中有氧气参加反应,根据质量守恒可知还应生成水,反应的方程式为4Cr(OH)3+4Na2CO3+3O2=4Na2CrO4+4CO2+6H2O,
故答案为:4Cr(OH)3+4Na2CO3+3O2=4Na2CrO4+4CO2+6H2O;
(3)Zn(OH)2、Al(OH)3具有两性,水浸后溶液中存在Na2CrO4、NaAlO2、Na2ZnO2等物质,加入硫酸调节溶液的pH可得到Zn(OH)2、Al(OH)3沉淀,
故答案为:Al(OH)3;
(4)水浸后溶液中存在Na2CrO4,加入硫酸发生CrO42-+2H+⇌Cr2O72-+H2O,加入硫酸可使平衡向正反应方向移动,将溶液蒸发浓缩、冷却结晶可得到晶体,
故答案为:蒸发浓缩;促进平衡CrO42-+2H+⇌Cr2O72-+H2O向正反应方向移动,尽可能生成更多溶解度更大的Na2Cr2O7;
(5)生成铬的电极发生还原反应,CrO42-得到电子生成Cr,反应的电解方程式为CrO42-+8H++6e-=Cr+4H2O,
故答案为:CrO42-+8H++6e-=Cr+4H2O;
解析
解:以含有Cr(OH)3、Al2O3、ZnO、CuO、NiO等物质的电镀污泥为原料,烘干后加入碳酸钠和氧气高温灼烧发生反应4Cr(OH)3+4Na2CO3+3O24Na2CrO4+6H2O+4CO2,Al2O3+Na2CO3
Na2AlO3+CO2↑,ZnO++Na2CO3
Na2ZnO2+CO2↑,水浸后过滤得到滤渣CuO、NiO,滤液为Na2CrO4,NaAlO2、Na2ZnO2等,调节溶液PH沉淀ZnO22-离子和偏铝酸根离子,过滤得到滤液Na2CrO4,加入硫酸酸化生成重铬酸钠溶液,通过提纯得到重铬酸钠;
(1)CuO、NiO为难溶物,溶液中含有Na2CrO4,NaAlO2、Na2ZnO2等,通过水浸后过滤得到滤渣CuO、NiO,回收Cu、Ni;水浸后溶液中存在Na2CrO4、NaAlO2、Na2ZnO2等都为强碱弱酸盐,水解呈碱性,
故答案为:过滤;碱性;
(2)氧化焙烧过程中有氧气参加反应,根据质量守恒可知还应生成水,反应的方程式为4Cr(OH)3+4Na2CO3+3O2=4Na2CrO4+4CO2+6H2O,
故答案为:4Cr(OH)3+4Na2CO3+3O2=4Na2CrO4+4CO2+6H2O;
(3)Zn(OH)2、Al(OH)3具有两性,水浸后溶液中存在Na2CrO4、NaAlO2、Na2ZnO2等物质,加入硫酸调节溶液的pH可得到Zn(OH)2、Al(OH)3沉淀,
故答案为:Al(OH)3;
(4)水浸后溶液中存在Na2CrO4,加入硫酸发生CrO42-+2H+⇌Cr2O72-+H2O,加入硫酸可使平衡向正反应方向移动,将溶液蒸发浓缩、冷却结晶可得到晶体,
故答案为:蒸发浓缩;促进平衡CrO42-+2H+⇌Cr2O72-+H2O向正反应方向移动,尽可能生成更多溶解度更大的Na2Cr2O7;
(5)生成铬的电极发生还原反应,CrO42-得到电子生成Cr,反应的电解方程式为CrO42-+8H++6e-=Cr+4H2O,
故答案为:CrO42-+8H++6e-=Cr+4H2O;
氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程图如图所示,依据流程图,完成下列填空:
(1)工业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质.精制过程中所得沉渣的主要成份是______(填化学式);
(2)如果粗盐中SO42-含量较高,必须添加钡试剂除去SO42-,该钡试剂不可以是______(填选项字母序号):
A.Ba(HCO3)2 B.Ba(NO3)2 C.Ba(OH)2 D.BaCl2
(3)为有效除去Ca2+、Mg2+、SO42-,加入试剂的合理顺序为______ (选选项字母序号).
A.先加NaOH,后加钡试剂,再加Na2CO3
B.先加NaOH,后加Na2CO3,再加钡试剂
C.先加钡试剂,后加Na2CO3,再加NaOH
(4)通过离子交换膜电解饱和食盐水,与电源正极相连的电极应选择______电极(填“石墨”或“铁”);写出阴极发生的电极反应式______;
(5)阴极室通入的水中含有少量氢氧化钠,其目的是______;电解一段时间后,若两极共收集到2.24L气体(气体所处状态为标准状态且不考虑气体在水中的溶解)试计算导线上转移的电子数为______NA.
正确答案
CaCO3、Mg(OH)2
B
AC
石墨
H2O+2e-=H2↑+2OH-
增大离子浓度,增强导电能力
0.1
解析
解:(1)Ca2+、Mg2+等杂质与碳酸钠、NaOH反应的离子反应分别为:Ca2++CO32-═CaCO3↓、Mg2++2OH-═Mg(OH)2↓,所以沉渣的成分为:CaCO3、Mg(OH)2,
故答案为:CaCO3、Mg(OH)2;
(2)添加钡试剂除去SO42-,注意不能引入新的杂质,选Ba(NO3)2会引入杂质硝酸根离子,其中B.Ba(NO3)2会引进难以除去杂质硝酸根离子,而A.Ba(HCO3)2 C.Ba(OH)2 D.BaCl2,可以加入碳酸钠和盐酸除去剩余杂质,所以不能选用的为B,
故答案为:B;
(3)有效除去Ca2+、Mg2+、SO42-,应注意碳酸钠在钡试剂之后,是为除去过量的钡离子,所以可先加NaOH,后加钡试剂,再加Na2CO3,也可以先加钡试剂,后加Na2CO3,再加NaOH,所以AC正确,
故答案为:AC;
(4)电解饱和食盐水时,与电源正极相连的电极上氯离子失电子发生氧化反应,电极反应式为为:2Cl--2e-=Cl2↑,则正极材料必须为惰性电极,可以为石墨,不能用铁做正极;电解池中阴极水电离的氢离子得到电子生成氢气,电极反应式为:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,
故答案为:石墨;2H2O+2e-=H2↑+2OH-;
(5)阴极室通入的水中含有少量氢氧化钠,可以增大离子浓度,增强溶液的导电能力;
电解饱和食盐水生成氢氧化纳、氢气和氯气:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,标况下2.24L气体的物质的量为:
=0.1mol,根据反应可知,生成氢气和氢气的物质的量各为0.05mol,生成0.05mol氯气转移0.1mol电子,转移的电子为:0.1NA,
故答案为:增大离子浓度,增强导电能力;0.1.
(2012秋•湖北校级期中)碘酸钾是一种白色结晶粉末,无臭无味,酸性条件下碘酸钾是一种较强的氧化剂,与氢碘酸、二氧化硫等还原性物质作用,被还原为单质碘,在碱性介质中,碘酸钾能被氯气、次氯酸盐等氧化为高碘酸钾.碘酸钾在常温下稳定,加热至560℃开始分解.工业生产碘酸钾的流程如下,在反应器中发生反应的化学方程式为:6I2+11KClO3+3H2O=6KH(IO3)2+5KCl+3Cl2
试回答下列问题:
(1)步骤①反应器发生的反应中,化学方程式中转移电子总数为______;
(2)步骤②中,用硝酸而不用HI,其原因可能是______;
(3)步骤③要保持溶液微沸1小时以完全排出氯气,排出氯气的原因为______;
(4)步骤⑧用氢氧化钾调节溶液的pH,反应的化学方程式为:______;
(5)参照下表碘酸钾的溶解度,步骤11得到碘酸钾晶体,你建议的方法是______.
正确答案
解:(1)I2是还原剂被氧化为KH(IO3)2,KClO3是氧化剂被还原为KCl、Cl2,生成两种还原产物所得电子数目相同,反应方程式6I2+11KClO3+3H2O=6KH(IO3)2+5KCl+3Cl2中,I元素由I2中0价升高到KH(IO3)2中+5价,所以每个I原子失去5个电子,所以1molI2失去10mol电子,所以6molI2完全反应,则该反应中转移电子的数目为60NA,故答案为:60NA;
(2)步骤中产生氯气,需要将氯气排出反应体系,加入硝酸的目的是制造酸性环境,促进氯气从反应体系中逸出,酸性条件下碘酸钾是一种较强的氧化剂,HI具有还原性,能将已生成的碘酸氢钾还原,所以用硝酸不用氢碘酸,故答案为:HI具有还原性,能将已生成的碘酸氢钾还原;
(3)由题中信息可知,在碱性条件下碘酸钾能被氯气氧化为高碘酸钾,所以应将氯气排出,故答案为:Cl2能将KIO3氧化成KIO4;
(4)碘酸氢钾具有酸性,可以和强碱氢氧化钾发生反应,即KOH+KH(IO3)2=2KIO3+H2O,故答案为:KOH+KH(IO3)2=2KIO3+H2O;
(5)根据图表可知碘酸钾的溶解度随温度的变化不大,因此,需要用蒸发结晶的方法得到碘酸钾晶体,故答案为:蒸发结晶.
解析
解:(1)I2是还原剂被氧化为KH(IO3)2,KClO3是氧化剂被还原为KCl、Cl2,生成两种还原产物所得电子数目相同,反应方程式6I2+11KClO3+3H2O=6KH(IO3)2+5KCl+3Cl2中,I元素由I2中0价升高到KH(IO3)2中+5价,所以每个I原子失去5个电子,所以1molI2失去10mol电子,所以6molI2完全反应,则该反应中转移电子的数目为60NA,故答案为:60NA;
(2)步骤中产生氯气,需要将氯气排出反应体系,加入硝酸的目的是制造酸性环境,促进氯气从反应体系中逸出,酸性条件下碘酸钾是一种较强的氧化剂,HI具有还原性,能将已生成的碘酸氢钾还原,所以用硝酸不用氢碘酸,故答案为:HI具有还原性,能将已生成的碘酸氢钾还原;
(3)由题中信息可知,在碱性条件下碘酸钾能被氯气氧化为高碘酸钾,所以应将氯气排出,故答案为:Cl2能将KIO3氧化成KIO4;
(4)碘酸氢钾具有酸性,可以和强碱氢氧化钾发生反应,即KOH+KH(IO3)2=2KIO3+H2O,故答案为:KOH+KH(IO3)2=2KIO3+H2O;
(5)根据图表可知碘酸钾的溶解度随温度的变化不大,因此,需要用蒸发结晶的方法得到碘酸钾晶体,故答案为:蒸发结晶.
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